传感器网络中一种混合密钥管理方案

提出了一种混合密钥管理方案.该方案借助于Blom矩阵和密钥池,来完成密钥预分配,使得所有的簇头间、节点和它的簇头间,以及节点之间都能进行安全通信.该方案还能够支持网络的拓扑结构的变化,并且能动态的管理密钥信息从而解决了密钥泄漏等问题.进行了网络安全及性能分析,包括安全性能比较、储存空间比较、通信与计算开销比较.仿真结果显示,与已有的一些密钥方案相比,该方案提高了网络的安全性,减小了存储空间.     

簇状WSN的分层密钥管理方案

有效的密钥管理方案是实现无线传感器网络安全通信的关键。针对簇状结构无线传感器网络自身的一些特性,本文提出一种簇状无线传感器网络的分层密钥管理方案。在本方案中,分别在簇内和簇间采用不同的密钥管理体制,簇内通信密钥利用中国剩余定理生成,在将复杂计算转交给基站的同时。降低了组密钥的存储空间;簇间通信密钥借助BLOM矩阵的思想生成,有效地提高了簇头节点抗击俘获的能力。通过对比分析,该方案有效地节省了节点的能童,每个节点不需要存储大量的共享密钥,而是按照不同的传输信息和安全需求存储相应类型的密钥。并提供了较强的可扩展性、网络的可靠性、高效性等安全性能。     

基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在基于分簇的网络拓扑结构基础上,引入虚拟网格技术,提出基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案。在簇头与活动节点之间采用基于簇基密钥的预分配策略进行通信,在簇头之间采用基于Blom矩阵并结合随机数的对密钥进行通信,该方案能在活动节点或簇头被捕获或能量耗尽时实现密钥的动态更新。与现有方案相比较,此方案能动态更新密钥,有着更好的安全性并具有良好的扩展性。     

WSN中节点可移动场景下分簇式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中节点能否移动的问题,结合中国剩余定理和椭圆曲线密码体制相关理论,提出了一种WSN中节点可移动场景下的分簇式组密钥管理方案.网络采用簇内分组思想,将组密钥管理分为2级,一级管理为簇头节点管理本簇内组长节点,二级管理为组长节点管理组内成员节点.其中一级管理采用中国剩余定理理论产生簇密钥,将计算量转交给基站,同时也节省了节点的存储开销;二级管理采用椭圆曲线密码体制产生组密钥,且每个小组共享的组密钥各不相同.移动节点重新加入网络时,由预加入簇的簇头节点对移动节点的历史更新信息进行确认,并对其数字签名进行验证,确定身份合法后将其分配给簇内成员尚有空缺的组.实验和分析结果表明,该方案中传感器节点存储开销低、能耗低,且用较小的开销实现了较高的安全性,更适合节点资源受限且易遭受攻击的无线传感器网络.     

一种改进的环形分簇无线传感器网络密钥管理方案

针对分簇无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)能量不均衡、连通率低和效率低等问题,提出一种方形环状密钥管理方案,详细描述了密钥管理全过程,包括：初始化、簇节点身份信息(identity document, ID)、簇间密钥管理、簇内密钥管理、节点通信、密钥更新和节点加入与退出等。其中,簇间密钥管理使用改进椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换(elliptic curve Diffie-Hellman key exchange, ECDH)的密钥协商方案,簇内密钥管理使用基于中国剩余定理的密钥分配方案。形式化安全分析证明方案的正确性和安全性,对多种已知攻击的非形式化分析证明方案可抵抗各种安全攻击;能耗分析表明方案具有较低的存储、计算和通信开销。因此,该方案在兼顾安全性的同时能有效降低能耗,适用于资源受限的WSN。     

一种适用于量子密钥分配网络的组密钥协商方案

为了更好地在QKD(Quantum Key Distribution)中服务多用户组播通信,在量子密钥成对产生的特殊应用背景基础上,构建了组密钥协商模型,提出了一种基于分簇结构和二进制编码的组密钥协商方案.该方案消耗少量的端端量子密钥,经过安全协商,得到一致的组密钥.当新成员加入或者旧成员离开时,密钥更新快速易行.分析发现,该方案具有较好的安全性.     

基于分簇结构的Ad Hoc网络中门限密钥管理方案

基于分簇的网络结构给出了一种新的Ad Hoc网络密钥管理方案.方案中无需可信赖的第三方,并且使用了门限技术将PKG(public key generation)的功能分散到簇头节点上,提高了系统的安全性.采用基于身份的加密算法,用户之间无需进行公钥认证,有效地降低了用户终端计算、存储能力的需求和系统密钥管理的通信开销.     

基于分簇结构的非对称随机密钥预分配方案

针对随机密钥预分配方案(简称为“EG方案”)只适用于平面结构及节点密钥存储开销较大等问题,提出一种基于分簇结构设计的非对称随机密钥预分配方案,簇头之间采用完全密钥共享技术,在分簇内部簇头和普通节点之间采用非对称的随机密钥预分配技术.该方案通过提升簇头和簇内普通节点共享密钥的概率建立簇内节点的安全连接,通过簇头节点的转发来实现簇间节点的安全连接.结果表明,相比EG方案,该混合密钥预分配方案在达到相同的安全连通度的情况下,可有效减少簇内节点的密钥存储开销.     

基于树结构的Wimax网络组密钥管理方法

为了改善802.16e安全标准中组密钥管理的安全与应用性能,首先分析了常见的组密钥管理机制和Wimax无线网络的组密钥管理解决思路,利用密钥树和单向函数g,提出了一种改进的基于树结构的Wimax组密钥管理方法,设计了节点加入和离开网络时组密钥更新的过程.分析结果表明,与传统的逻辑密钥分层方案(logical key hierarchy,LKH)相比,该方法在密钥存储、密钥更新、通信量以及组管理者的计算量方面均有较好的性能.为Wimax网络的组密钥管理提供了一条有效解决思路,具有较高的实际应用价值.     

无线传感器网络中移动场景下的密钥管理方案

在分簇型无线传感网络中,针对节点密钥易受攻击以及节点的移动性导致密钥管理复杂等问题,基于互斥基底系统提出了一种移动场景下的密钥管理方案。该方案给出了密钥的建立和更新、节点间通信的实现过程。针对节点的移动性,给出了节点离开当前簇和加入新簇的实现过程。仿真实验结果表明:本文提出的方案不但有较低的存储开销,而且有较高的安全连通性和对捕获节点的抵抗性。     

组密钥更新算法性能研究

研究了树状和链树状两种结构的组密钥更新算法的性能优势，提出了链树状结构和树状结构结合使用的组密钥管理方法，并利用转换算法解决了链树状结构向树状结构转换的问题．通过分析证明，新算法比单独使用树状结构或链树状结构的算法效率都高．     

Ad Hoc网络环境中基于EBS的安全组播密钥管理机制

为了解决Ad Hoc网络中的安全性问题,建立一个Ad Hoc环境下的新的组播密钥管理方案,从而更好地解决密钥产生、分发以及动态成员管理问题.采用二级管理模式的簇集架构下的安全组播密钥管理机制,提出了基于EBS方法的组播密钥管理协议,并利用卡诺图方法协助群组通信消息的传送.本密钥管理机制的设计除满足安全性需求外,与其他机制比较,每个节点所存储的密钥数量以及更新群组密钥所需通信代价更少.     

一个基于单向散列函数的实用等级密钥管理方案

针对等级角色的权限管理和访问控制,形式化地定义与分析了等级密钥管理问题,提出了一个基于单向散列函数的实用的等级密钥管理方案。该方案允许各等级角色自主选择主密钥,并利用安全的单向散列函数和公开的辅助参数构造角色间的等级权限关系,其密钥生成与密钥推导过程简单快捷,能够有效地满足等级系统权限管理的安全需求。与目前已有的等级密钥管理方案相比较,密钥推导效率及存储开销均有所优化,同时能够更好地适应等级角色访问控制的动态变化。     

一种卫星通信网分簇管理的簇首备份机制

针对卫星网络分层分簇的管理结构易在空间段产生中心节点故障,导致网络管理安全性能下降的问题,在分析星簇簇首在空间中安全性需求的基础上,提出了能够实现簇首快速切换的备份机制和相应的基于优先级的主备簇首选举算法,该算法将星簇内部成员间可达性、时延、链路可靠性等因素进行合理量化考虑,经过卫星优先级计算和星簇内协商选举,生成簇首和备份簇首。仿真结果表明,该机制能够在极短时间内替换故障簇首,恢复星簇工作,同时保证簇首对星簇管理开销最小。     

异构分组无线传感器网络密钥管理机制

针对异构分组无线传感器网络结构和应用特点,在加密通信中使用组密钥和对密钥.组密钥使用基于双向散列链自愈组密钥分发方法按会话进行更新.网络中有直接通信需求的节点间都以双线性对方式建立对密钥.对密钥与组密钥相结合,以非交互方式按会话进行更新.分析表明：方案支持节点插入和撤销,安全高效,资源开销合理,适用于无线传感器集中式管理网络.     

无线传感器网络安全加密成簇算法的设计及研究

在无线传感器网络中,网络节点的成簇算法是实现对传感器网络高效节能管理和应用的有效途径为了提高网络的安全性和寿命,提出了一种基于随机并行簇头选举算法和密钥预分配方案,在假设的网络模型中,均匀地选举簇头节点,并且实现对恶意节点的识别和删除,在数据通信阶段通过加密算法实现数据通信的安全性,从而有效地实现网络寿命的延长和数据通信的安全。     

基于中国剩余定理和LU矩阵的传感器网络密钥预分配方案

针对典型分簇式传感器网络密钥预分配方案连通性和抗毁性差、节点开销大的问题,结合中国剩余定理和LU矩阵提出了一个密钥预分配方案.该方案簇头节点与簇内节点间的通信密钥运用中国剩余定理建立,而簇头节点之间以及簇头节点和基站间的通信密钥采用LU矩阵生成,这样既克服了运用中国剩余定理建立通信密钥的单一性问题,又克服了采用LU矩阵生成通信密钥节点开销大的缺陷.方案支持节点加入与撤销,簇内节点加入与撤销时方案分别满足后向和前向安全性.与典型密钥预分配方案相比,该方案以占用一个密钥存储空间的簇内节点开销和较少的簇头节点开销既实现了网络100%的连通性,又实现了网络完全抗毁性.